Vanaların sürücü cihazlarının türleri ve özellikleri (Baird Vanaları)

Thread Content

Vanalı çalıştırma cihazı, vanaları kontrol etmek ve onlarla bağlantı kurmak için kullanılan bir cihazdır. Bu cihaz, manuel, elektrikli, pnömatik, hidrolik veya bunların kombinasyonu şeklindeki güç kaynaklarıyla çalıştırılabilir ve hareketi, hareket mesafesi, tork veya eksenel itme kuvvetinin büyüklüğü ile kontrol edilebilir. Vana sürücüsünün seçimi, vanaların sürücü türleri ve özellikleri hakkında tam bilgiye dayanarak, vananın türüne, cihazın çalışma özelliklerine ve vananın boru hattı veya cihaz üzerindeki konumuna bağlıdır. Şu an ülkemizde esas olarak iki adet vanaların tahrik cihazlarının bağlantı standardı bulunmaktadır: GB/T 12222 “Çok döner vanaların tahrik cihazlarının bağlantısı” ve GB/T 12223 “Kısmen döner vanaların tahrik cihazlarının bağlantısı”. Bu iki standard da sırasıyla ISO 5210 ve ISO 5211 standartlarına eşdeğerdir. “Çok Döner Vanal Motorlarının Bağlantısı”, esas olarak kepenk vanaları, kesme vanaları, regülatör vanalar ve diyafram vanaları için kullanılan motorlar ile vanaların bağlantı ölçüleri için uygundur. “Kısmi döner vanaların tahrik cihazlarının bağlantısı”, esas olarak küre vanalar, kelebek vanalar ve tıpa vanalar için tahrik cihazları ile vanaların bağlantı ölçüleri için uygundur. Vanaların sürücü cihazları, hareket şekline göre doğrusal hareketli ve açısal hareketli olmak üzere ikiye ayrılır. Doğrusal hareketli sürücü cihazı, yani çok döner valf sürücüsü, çeşitli tipteki kelepçe vanaları, kesme vanaları ve debi regülatörleri gibi cihazlar için kullanılır ； Açısal hareket sürücüsü, yalnızca 90° dönen kısmi dönme sürücüsüdür ve esas olarak çeşitli tipteki top valfleri, kelebek valfler vb. için kullanılır. Vanaların sürücü cihazları, enerji türüne göre manuel (kol/krank tipi, yaylı kaldıraç tipi), elektrikli (elektromanyetik tip, motorlu tip), pnömatik (diyafram tipi, silindir tipi, kanat tipi, hava motoru tipi, ince film ve dişlili kombinasyonlu tip), hidrolik (hidrolik silindir tipi, hidrolik motor tipi) ve mekanik bağlantılı (elektrik-hidrolik bağlantılı, hava-hidrolik bağlantılı) gibi çeşitli şekillerde sınıflandırılabilir. Çeşitli valf sürücü sistemlerinde elektrikli sistemler baskın konumdadır ve esas olarak kapalı devre valflerde kullanılır. Pnömatik cihazlar, patlamaya karşı koruma gerektiren alanlarda son zamanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır; bunların arasında ince film tipi pnömatik cihazlar esas olarak ayar vanalarında kullanılır. Hidrolik cihazlar, uzun mesafe taşıma hatlarında kullanılan doğal acil durum kesme vanalarında ve kuyu ağzı patlama önleme vanalarında yaygın olarak kullanılır. Manuel cihazların el çarkları, çoğunlukla düşük ve orta basınçlı kesme vanaları ile kapak vanalarında monte edilir ； Kol, yüksek basınçlı ve ultra yüksek basınçlı kesme vanaları, küre vanaları ve musluklar gibi vanalarda kullanılır. Hava-sıvı bağlantılı cihazlar, genellikle gaz taşıma hatlarında ve elektrik kaynağı olmayan açık alanlarda kullanılır; güç kaynağı ise hat içindeki gazdır. I. Vanaların manuel düzenekleri: Manuel olarak çalıştırılan vanalar, çeşitli çalışma koşullarındaki boru hatlarında en yaygın olarak kullanılır. Bir türü doğrudan el çarkı veya sap tarafından çalıştırılır, diğer türü ise el çarkı dişli aktarımı aracılığıyla çalıştırılır. 1) El çarkı veya sap. Genellikle, açma/kapama torku oldukça düşük olduğunda, bir kişi veya en fazla iki kişinin normal fiziksel gücüyle vanalar açılıp kapatılabilir. Genellikle, el çarklarının veya kolların malzemesi dövme demir, grafitli dökme demir veya karbon çelik olur; ayrıca alüminyum alaşımları veya plastikler de kullanılır. 2) Çarpma tipi el çarkı. Yüksek basınçlı vanalarda, çalıştırma torkunu artırmak için genellikle çarpmalı el çarkları kullanılır. Çarpma tipi el çarkında, el çarkı ile valf milinin somunu arasında uygun bir boşluk bulunduğundan, el çarkı belirli bir açıda tek başına dönebilir. Valfin açılıp kapatılması sırasında el çarkı şiddetle döndürülerek valf milinin somununa bir çarpma kuvveti uygulanır. Bu çarpma kuvveti, normal el çarklarının gücünü aşarak açma ve kapatma torkunu artırır. 3) Dişli aktarımlı manuel cihaz. Vananın tek bir kişi tarafından çalıştırılması için oldukça büyük bir kuvvet gerektiğinde, açma ve kapatma sırasında oluşan kuvveti hafifletmek amacıyla genellikle dişli veya solenoid dişli aktarım sistemleri kullanılır. Dişli aktarım sistemleri, düz dişliler ve konik dişlilerle çalışır. Dişli aktarım oranı genellikle 1:3 alınır ve daha çok vanalar ile kesme vanalarında kullanılır. Dişli aktarımında açık tip tek seviyeli dişli aktarımı ve kapalı tip çift seviyeli dişli aktarımı bulunur; günümüzde daha çok kapalı tip çift seviyeli dişli aktarımı kullanılmaktadır. Manuel cihazların avantajları ve dezavantajları
**Kullanım şekli**
Avantajlar: Üst kısımda monte edilen vida çubuğu aktarım mekanizması
a. Basit yapı
b. Düşük maliyet
Dezavantajlar: a. Montaj yeri oldukça yüksek, kullanımı zor
b. Üst kısımda alan gereklidir

Yan tarafta monte edilen bağlantı çubuğu mekanizması
a. Hareket kolayca gerçekleştirilebilir
a. Titreşim sırasında destek üzerinde yüksek gerilim oluşur; b. Destekte korozyona uğraması kolaydır

Destek üzerine monte edilen solucan dişli ve dişli çark aktarımı
a. Tamamen mühürlü ve tamamen yağlanmıştır
b. Sürücü cihazının yüksekliğini artırır

Manuel acil durum kapatma işlemi yapılırken, döner tekerleğin toplam tur sayısının gerektirdiği süre göz önünde bulundurulmalıdır. Tekil manuel sürüş, manuel ayarlama imkanı sunar ve maliyeti düşüktür. Ancak titreşimler (tekerlek üzerindeki sap) genellikle valfın iç parçalarını hasarlandırabilir veya dökme demir destekleri kırabilir.

**II. Valf elektrikli cihazları**
Valf elektrikli cihazları, çıkış şekline göre tam dönüşlü (Z tipi) – Şekil 1 ve kısmi dönüşlü (Q tipi) – Şekil 2 olmak üzere ikiye ayrılır. İlki, kapak valfleri, kesme valfleri, regülatör valfler, diyafram valfler gibi kaldırma çubuklu valflerde kullanılır ； İkincisi, 90° aralığında açılıp kapanan küresel vanalar, musluk vanaları, kelebek vanalar gibi vanalar için kullanılır. Vanalar için elektrikli aktüatörlerin avantajları ve dezavantajları

Avantajlar:
a. Yüksek uygulama esnekliği; çevre sıcaklığından etkilenmez.
b. Geniş çıkış tork aralığı.
c. Kullanımı kolaydır; işlem sistemlerinin otomatikleştirilmesine yardımcı olur.
d. Aşırı küçültülebilir.
e. Mekanik kilit özelliğine sahiptir.
f. Montajı, bakımı ve onarımı kolaydır.

Dezavantajlar:
a. Yapısı karmaşıktır.
b. Mekanik verimliliği düşüktür; genellikle sadece %25–60 arasındadır.
c. Çıkış devri çok yüksek veya çok düşük olamaz.
d. Güç kaynağının voltaj ve frekans değişikliklerinden kolayca etkilenir.

III. Vanalar için pnömatik aktüatörler
Patlama önleme gereksinimleri olan alanlarda vanalar için pnömatik aktüatörler yaygın olarak kullanılır. Pnömatik aktüatörlerin yapısal özelliklerine göre üç farklı türe ayrılabilirler: membran tipi pnömatik aktüatörler, silindir tipi pnömatik aktüatörler ve salınımlı tip pnömatik aktüatörler. Ayrıca, pnömatik motor tipi pnömatik aktüatörler de vardır. Tipik pnömatik cihazlar ve hava yolu sistemleri. Tek silindirli pnömatik cihazın yapısı
Avantajlar:
a. Yapısı basittir.
b. Hava kaynağı kolayca temin edilebilir.
c. Daha yüksek açma/kapama hızları elde edilebilir.
d. İhtiyaca göre açma/kapama hızını ayarlamak için hızlandırıcılar monte edilebilir.
e. Gazın sıkıştırılabilirliği yüksektir; kapanırken esneklik gösterir.

Dezavantajlar:
a. Hidrolik sistemlere kıyasla yapısal olarak daha büyüktür ve büyük çaplı, yüksek basınçlı vanalar için uygundur değildir. b. Gazların sıkıştırılabilir olması nedeniyle hızın eşitlenmesi zordur. IV. Hidrolik düzenekler: Vanaların hidrolik düzenekleri, güç kaynağı, kontrol ve aktüatör olmak üzere üç ana bölümden oluşur. Güç kaynağının işlevi, elektrikli veya pnömatik motorların etkin gücünü, sıvı aktarımı için kullanılan hidrolik güce dönüştürmektir. Kontrol bölümü, basınç kontrol vanaları, akış kontrol vanaları, yön kontrol vanaları ve elektrikli kontrol sistemleri gibi kontrol vanalarından oluşur. İki tür aktüatör vardır; biri, ileri-geri doğrusal hareketi sağlayan silindirik aktüatördür ； Diğeri ise dönme hareketini sağlayan yağlı motor aktüatördür. Hidrolik cihazların avantajları ve dezavantajları

Avantajlar:
a. Basit yapıya sahip, kompakt ve küçük boyutludur.
b. Yüksek çıkış kuvveti sunar; aktarımı düzgün ve güvenilirdir.
c. Düşük veya yüksek hızlar kolayca elde edilebilir; hız ayarı basittir.
d. Uzak mesafelerden otomatik kontrol mümkündür.
e. Hidrolik yağın viskozitesi sayesinde verimlilik artar; kendiliğinden yağlanma ve pas önleme özellikleri vardır.

Dezavantajlar:
a. Yağ sıcaklığı, yağın viskozitesinde değişikliğe neden olur.
b. Hidrolik parçalar ve borular sızıntı yapmaya meyillidir.
c. Boru tesisatı ve bakımı zordur.
d. Sinyaller üzerinde çeşitli işlemler yapmak için uygun değildir.

V. Ortak çalışan sürücü cihazları
Vanaların hidrolik sürücü cihazları, elektrikli ve pnömatik sistemlerle birleştirilerek elektro-hidrolik ve pnömato-hidrolik ortak çalışan sistemler oluşturulabilir. Şekil 9, boru hattı kesme kontrol sisteminin gaz-sıvı bağlantılı acil durum kesme valfidir. Elektrik-hidrolik bağlantılı sürücü cihazlarının avantajları ve dezavantajları
Avantajlar: a. Yüksek çıkış gücü b. Vanaların hızlı açılması ve kapanması
Dezavantajlar: a. Pahalı olması b. Karmaşık yapısı

Hava-hidrolik bağlantılı sürücü cihazlarının avantajları ve dezavantajları
Avantajlar: a. Kompakt yapı, düzgün aktarım; yüksek çıkış torku elde edilebilir b. Sahadaki kullanım koşullarına göre en ekonomik ve uygun güç kaynağı seçilebilir c. Sabit basınçlı taşma valfi sayesinde maksimum çıkış torku hassas bir şekilde ayarlanabilir d. Hız ayarı kolaydır, ayarlama aralığı geniştir ve sürekli hız ayarı mümkündür e. Çeşitli otomatik kontrol yöntemlerine uyum sağlayabilir f. Vanaların sürülmesi sistemlerinde enerji depolayıcı kullanılabilir
Dezavantajlar: a. Pahalı olması b. Karmaşık yapısı, düşük güvenilirlik